单端是指DNA测序过程中只从一个方向读取DNA序列信息的测序方式。
单端测序技术是第一代测序技术,其优点在于测序长度短,可直接对RNA或DNA进行测序,价格低廉。同时,单端测序技术在一定程度上可以避免序列震荡和寡核苷酸区域造成的误信号,比较适合对小基因或小片段的测序。但缺点是相对双端技术而言,准确率和覆盖度不如后者,尤其是在读取复杂序列和寻找重复基序时特别明显。
单端测序主要分为DNA提取、文库构建、PCR扩增、测序和数据分析五个步骤。
首先,从待测样品中提取出DNA,然后将DNA断裂成若干小片段并标记,即完成文库构建。接下来,利用PCR技术使这些小片段被扩增成数百万份,然后进行DNA测序。最后,将得到的大量序列数据进行处理和分析,得出对应的生物信息学结果。
与单端不同,双端测序技术可以从DNA或RNA的两端同时进行序列测定。双端测序时同时对RNA或DNA的两端测序,可以得到更长的测序片段,这就意味着:(1)样本完整性更高,数据更为可靠;(2)能够检测序列和序列之间的连接关系,获得更全面的序列信息。这也即是说,双端测序的准确率和覆盖度通常会更高,可以更好地解决测序重叠和片段断裂等问题,相比较而言更为高效和精准。
虽然相对于双端而言,单端的测序质量和覆盖度显然有些欠缺,但它对于一些短序列分析和检测工作还是非常有用的。
例如,在微生物组的分析中,由于大部分微生物的基因组都很小(1-10M),并且各种微生物大多都有着各种多样的生物过程,从代谢、抗性到发育,大多数情况下100nt以内已经足够实现微生物组的结构及分析成果。双端再对这些100nt毫不夸张失去了优势。
类似的,对于基于PCR扩增的文库,单端测序也是一种更为简便的、兼顾成本、效益、实时性的选择。此外,在一些基因变异、SNP位点和差异表达等领域,由于测序长度要求不高,单端测序也是一种高效可靠的选择。